Vùng axit ở độ sâu 4.000m dưới đáy biển ngày càng mở rộng, dự kiến sẽ ‘chiếm’ một nửa đại dương vào cuối thế kỷ

Nguyên nhân vùng biển axit ngày càng lan rộng

Tại các khu vực sâu nhất của đại dương, đặc biệt là từ 4.000 mét trở xuống, sự kết hợp giữa áp suất cao và nhiệt độ thấp tạo ra điều kiện lý tưởng để hòa tan canxi cacbonat, một thành phần thiết yếu cho nhiều loài động vật biển trong việc xây dựng vỏ và cấu trúc cơ thể. Khu vực này, gọi là "độ sâu bù cacbonat", đang mở rộng nhanh chóng và có thể bao phủ đến một nửa diện tích đại dương toàn cầu vào cuối thế kỷ này. Nghiên cứu của chuyên gia Peter T. Harris từ Trung tâm GRID-Arendal (Na Uy) cùng các đồng nghiệp, được công bố trên tạp chí Science Direct, đã chỉ ra sự gia tăng đáng kể của hiện tượng này.

Mặc dù vùng axit ở biển sâu khác với hiện tượng axit hóa đại dương bề mặt do đại dương hấp thụ CO2 từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch, chúng có mối liên hệ mật thiết. Nồng độ CO2 tăng cao dẫn đến giảm pH của đại dương, làm cho nước trở nên axit hơn và mở rộng vùng canxi cacbonat ở đáy biển.

Vùng chuyển tiếp, nơi canxi cacbonat trở nên không ổn định về mặt hóa học và bắt đầu hòa tan, được gọi là lysocline. Với đáy biển tương đối bằng phẳng, sự gia tăng lysocline chỉ vài mét có thể dẫn đến sự mở rộng nhanh chóng của các khu vực không bão hòa, tức là các khu vực bị axit hóa. Nghiên cứu cho thấy khu vực này đã mở rộng khoảng 100 mét kể từ thời kỳ tiền công nghiệp và có thể tiếp tục mở rộng thêm hàng trăm mét trong thế kỷ này.

Ranh giới trên của vùng chuyển tiếp lysocline được gọi là độ sâu bão hòa canxit, trong khi giới hạn dưới là độ sâu bù cacbonat. Độ sâu bù cacbonat đánh dấu sự phân cách giữa các môi trường sống khác nhau của sinh vật biển.

Sự thay đổi trong các khu vực đại dương

Hiện tại, khu vực dưới độ sâu bù cacbonat chiếm khoảng 41% tổng diện tích đại dương toàn cầu. Kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, khu vực này đã mở rộng đáng kể, với sự gia tăng lên tới hơn 300 mét ở một số khu vực như phía tây bắc Đại Tây Dương. Nếu độ sâu bù cacbonat tiếp tục gia tăng thêm 300 mét, diện tích đáy biển dưới nó có thể mở rộng thêm 10%, đạt tổng cộng 51% diện tích đại dương toàn cầu.

Tại vùng đông bắc Thái Bình Dương, các loài sinh vật đáy biển phong phú như san hô mềm, sao biển brittle, trai, ốc biển, động vật thân mềm chiton và động vật hình rêu sống ở phía trên độ sâu bù cacbonat. Những loài này đều có vỏ hoặc xương canxi hóa. Tuy nhiên, dưới độ sâu bù cacbonat, các loài như hải quỳ, hải sâm và bạch tuộc lại phổ biến hơn. Môi trường axit đã hạn chế sự sống trong diện tích 141 triệu km² và có thể mở rộng thêm 35 triệu km² nếu độ sâu bù cacbonat dâng lên thêm 300 mét.

Ngoài sự mở rộng của độ sâu bù cacbonat, một số vùng đại dương ở vĩ độ thấp cũng đang chứng kiến sự suy giảm số lượng loài do nước ấm lên và nồng độ oxy giảm do biến đổi khí hậu. Việc này khiến không gian sống tối ưu cho sinh vật biển bị thu hẹp từ cả hai phía: dưới đáy (do độ sâu bù cacbonat dâng lên) và trên mặt (do nhiệt độ tăng). Các quốc gia, đặc biệt là các đảo quốc, cũng chịu ảnh hưởng nặng nề.

Ảnh hưởng của axit hóa đại dương đối với các quốc gia và khu vực

Các quốc gia với các vùng đặc quyền kinh tế khác nhau sẽ chịu ảnh hưởng khác nhau. Các quốc gia đảo và các quốc gia có vùng biển nhỏ hơn sẽ mất nhiều diện tích đáy biển hơn, trong khi các quốc gia có thềm lục địa lớn sẽ bị ảnh hưởng ít hơn. Dự đoán cho thấy Bermuda sẽ bị ảnh hưởng nặng nề nhất, với 68% đáy biển của quốc gia này có thể bị nhấn chìm dưới lysocline. Ngược lại, chỉ có 6% vùng đặc quyền kinh tế của Hoa Kỳ và 0,39% của Nga dự kiến bị ảnh hưởng.

Trên quy mô toàn cầu, khoảng 41% biển sâu hiện đã trở nên axit, và con số này có thể đạt 50% vào cuối thế kỷ này. Đây là một trong những phát hiện quan trọng nhất về tác động của hiện tượng axit hóa đại dương đối với sinh vật biển trong năm qua.

>> Nhiệt độ đại dương tăng kỷ lục trong 400 năm, đe dọa sự sống còn của rạn san hô lớn nhất thế giới